面向运维的铁路桥梁BIM模型及全生命周期信息关联研究

为促进铁路桥梁运维管理的信息化、智能化,开展面向运维的铁路桥梁BIM模型及全生命周期信息关联的系统性研究。从标准、数据和业务3个维度阐述桥梁运维的BIM应用需求,探索运维BIM模型的精度,给出运维模型单元划分原则,明确运维信息的分类形式;研究基于BIM的全生命周期信息关联实施路径,提出运维BIM模型等同于运维基础模型加上运维动态信息,确定基于标准化信息模板实现模型与数据库信息关联的实施方案;对实施过程中关键要素的矛盾性、紧迫性及必要性进行讨论。研究成果可为铁路桥梁基于BIM的全生命周期管理提供参考。     

BIM与云、物联网技术在桥梁全生命周期中的研究及应用

云计算、物联网等新兴互联网技术在桥梁领域应用广泛,但目前该领域的研究依然不够全面,缺乏全生命周期中多项技术集成应用研究。鉴于此,集成应用云计算、物联网及BIM技术,构建适用于桥梁全生命周期的BIM信息管理平台,通过解决项目全生命周期的信息孤岛问题,改善工程数据的积累、存储、管理及应用状况,同时针对信息协同、监测信息管理、安全风险预警等进行全方位三维可视化管控,实现桥梁项目的精细化管理。实例应用结果表明,BIM信息管理平台解决了桥梁全生命周期内可视化程度低、数据信息整合困难等问题,从整体上降低了桥梁项目的安全质量风险,加强了参建方之间的协同交流,提高了应急反应速度和效率;并进一步验证了云计算、物联网与BIM技术之间相辅相成,能够充分发挥BIM的价值,实现基于项目的智慧型决策与管理。     

基于数字化设计系统的铁路站场BIM自动化建模研究

铁路站场设计是一项复杂庞大的系统工程,应用BIM技术可集成工程项目各种相关信息,形成工程数据模型,实现项目全生命周期中动态的工程信息创建、沟通和管理。然而,当前国内外铁路站场BIM的研究尚处于起步阶段,存在着建模工作量巨大,效率较低的问题。基于此,对铁路站场BIM模型快速构建方法进行了研究,提出基于铁路站场数字化设计系统,可将设计参数信息进行数字化保存,依据参数信息高效驱动铁路站场BIM模型的构建,并对铁路站场数字化设计系统总体架构与BIM模型设计插件的程序模块与流程进行了介绍。通过开发的软件原型系统初步验证,该方法能实现铁路站场BIM模型构建在效率与质量上的双重提升。     

智能动车组环境交互设计模型研究

准确、客观分析智能动车组外部环境需求具有十分重要的意义。为解决智能动车组生命周期内复杂多变环境需求满足问题，以环境交互模型为切入点，进行动车组外部环境需求分析。建立面向产品全生命周期的螺旋式前馈环境交互设计架构；提出一种适用于设计、制造、运维等不同生命周期阶段通用的智能产品-环境交互模型，全面描述智能动车组-物理环境-人环境-信息环境之间的交互行为；通过环境交互设计需求识别、智能产品定位、探索智能产品交互设计解等智能产品交互设计步骤与方法，获取智能动车组全生命周期环境交互设计方案。研究表明，该模型可以系统地描述智能动车组全生命周期多维的、动态的、层次化的环境交互信息，能够有效支持智能动车组全生命周期的环境交互设计。     

基于BIM的桥梁建养一体化平台应用研究

BIM是一种先进技术和管理理念。BIM的精髓在于将各种信息数据贯穿桥梁工程的整个生命周期，实现对项目的规划设计、建造及运营维护全生命周期的综合集成管理。本文结合工程实践需求，研究了基于BIM的桥梁建养一体化平台，探索BIM在施工和运维不同阶段下的典型功能模块，通过打破信息断层，有效控制工程信息的采集、传递、交流和整合，利用数据分析与挖掘技术，为铁路桥梁专业的基础研究、产品研发和规范修订提供数据基础和技术支撑，实现以BIM为手段实施服务的最终目标。     

基于EBS(工程系统分解结构)与语义约束的地铁车站参数化建模方法

为解决地铁车站建模缺乏整体框架和全局模型、BIM(建筑信息模型)模型局限于单一建模软件且通用性差等问题,提出一种基于EBS(工程系统分解结构)与语义约束的参数化建模方法。首先,以全生命周期管理为目标构造地铁车站的工程结构图;然后,采用结构化语言建立地铁车站的全局参数语义约束模型;最后,通过语义解析实现全局参数语义约束模型在不同平台之间的复用。试验表明:全局参数模型实现了地铁车站全生命周期信息的动态集成,保证了复杂信息的完备性;语义约束方法实现了模型在BIM、GIS(地理信息系统)等管理平台内的复用。     

BIM技术在阿房宫站设计中的应用

实践通过BIM数据对西成客运专线阿房宫站项目所包含的构筑物、建筑设备、三维空间进行全方位、全生命周期的管理、监控和维护。BIM模型的搭建以站房建设为主,通过建立BIM模型,完成设计、碰撞检测、管线综合、施工模拟、漫游展示、图纸输出、工程数量统计及模型信息录入等内容。实现BIM技术在施工方、建设方、运营方中的推广,建立和完善站房BIM应用标准,为以后同类项目提供可参考的依据。     

BIM技术在京雄铁路中的应用与思考

近年来,建筑信息模型(BIM)技术在铁路行业的研发和推广工作发展迅速,目前已有多个铁路项目进行了BIM 试点应用。以新建北京至雄安铁路项目为例,探讨从 BIM 设计、基于BIM 的平台建设到以 BIM 技术为核心的数字化建造等方面的研究与实践,为 BIM 技术在铁路行业的全生命周期应用积累了经验。     

山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法与应用研究

为解决山地轨道交通隧道在BIM建模中存在的隧道线路偏差大、隧道构件复杂繁多、属性添加效率低以及呈现效果单一等问题,提出一种基于Revit+Dynamo+Excel及EVS软件的山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法。结合隧道线性工程特点,对Revit内置Dynamo插件二次开发,实现隧道快速精准的参数化建模和批量定义属性参数。提出基于EVS软件建立隧道三维地质体模型的方法,制定地层建模和岩性建模的实现方式和标准流程,结合隧道BIM模型全面实现隧道建设过程中的可视化。依托施家山隧道项目,基于Cesium框架实现了BIM模型、GIS地表和地质体三维模型的集成,实现三维可视化模型与模型属性、数据信息等可交互式操作。实践表明,Geo-BIM建模方法可以快速地对隧道BIM模型及其三维地质模型进行建模,通过集成后的模型信息之间能够表现出很好的交互效果,具有良好的工程应用价值。     

基于BIM+GIS技术的铁路工程管理系统研发与应用

随着BIM技术在铁路工程建设全生命周期中的作用日益突出,如何利用信息化手段以低成本、高效率的方法管理好铁路项目成为当前研究的热点。分析铁路BIM应用现状,探讨以GIS服务为核心、BIM模型为主体的铁路工程项目管理模式,研发基于BIM+GIS服务的铁路工程管理系统,完成向建设阶段的BIM交付,实现设计施工信息一体化、BIM工程化应用及信息共享。     

桥上无砟轨道结构形式对无缝道岔的影响分析

介绍桥上无缝道岔轨下基础“门”形筋混凝土道床、带限凸台道床板、底座纵连式道岔板5种无砟轨道结构。建立桥上3种无砟轨道结构的无缝道岔模型,提出计算参数,分析3种无砟轨道结构对桥上无缝道岔受力和变形影响,并进行计算。计算结果表明,桥上底座纵连式无砟轨道结构无缝道岔与桥梁的纵向相互作用力较小,是一种受力较为合理的结构形式。     

基于贝叶斯网络的驼峰超速连挂事故分析

针对驼峰超速连挂事故进行分析。分析对事故有重要影响的线路、调速设备和车辆等因素,考虑到贝叶斯网络能较好解决不确定性问题以及可以双向推理的特点,建立驼峰超速连挂事故树,并将其转化成贝叶斯网络,计算顶上事件的发生概率以及基本事件的后验概率。结果表明,超速连挂事故的主要影响因素为线路纵断面、调速设备制动能力以及新型重载车辆三方面。进一步考虑新型重载车辆的共因失效问题,建立贝叶斯共因失效混合网络,计算并分析新型重载车辆对超速连挂事故的影响程度以及对既有驼峰的适应性。     

基于轮廓特征拐点的遮挡车辆分离方法研究

遮挡是智能交通系统中车辆检测、跟踪和识别时较难解决的问题之一.本文主要针对智能交通系统中车辆之间的遮挡,以车辆常用的矩形模板为先验知识,首先对存在车辆遮挡的连通区域提取边缘轮廓,然后获取轮廓上的4类特征拐点,最后采用本文提出的基于轮廓特征拐点的车辆分离算法,将相互遮挡的车辆分离开来,便于后续对车辆的跟踪、匹配等处理.实验结果表明,本文提出的算法具有有效性、可行性和良好的应用前景.     

我国铁路客车空调研究领域急需引入人工神经网络

分析了我国铁路客车空调存在的问题和人工神经网络（ANN）在系统仿真、负荷预测、能量管理、故障诊断、系统辨识控制等方面的优势，综述了ANN在暖通空调（HVAC）中的应用及发展状况，阐述了我国铁路客车空调研究领域引入ANN的必要性和紧迫性。     

电力机车防寒设计探讨

分析我国高寒地区机车的运用状况,指出电力机车在低温环境下所面临的问题,并从机车的低温试验、关键部件、相关材料以及防寒加热等方面,提出电力机车防寒设计的技术措施。     

日本上越新干线列车脱轨事故探究

日本新县中越地区于2004年10月23日发生里氏6.8级浅层直下型地震,地震引起线路剧烈横向晃动和上下起伏震动,导致列车脱轨。在新干线沿线加大地震早期检测预报系统布设密度,研究新的地震波检测方法以及地震预报技术和装置。研究和试验L型防脱轨护轮轨,并对鱼尾板进行加厚改造。在转向架上安装振动加速度检测仪,提高制动反应速度。在转向架轴箱下面安装反L型车辆导向装置,车辆脱轨后,导向装置会钩住钢轨,防止车辆过远偏离轨道溜逸。用厚钢板包覆桥墩、向桥裂缝灌注树脂和用碳纤维布等方法对桥梁进行加固。通过对列车脱轨事故分析和采取的对策,为我国铁路建设提供参考和借鉴。     

隧道地质超前预报方法的探讨和研究

研究目的:通过隧道地质超前预报,掌握掌子面前方地质信息,为施工单位优化施工方案、安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期等提供依据,为预防隧道塌方、突水、突泥、突气等可能形成的灾害性等事故及时提供信息,具有重大的社会效益和经济效益。研究方法:本文以作者在八盘岭隧道和长梁山隧道地质超前预报的亲身经历为背景,着重介绍了隧道地质超前预报在我国铁路、公路、城市轨道交通等工程的长大隧道施工中的重要作用和研究的重大意义。研究结果:本文系统地分析和归纳总结了隧道地质超前预报的前期准备工作、地质超前预报目的及内容、预报的各种方法、预报成果的输出形式和方式、预报时间安排和过程、探讨和研究的结论等,侧重介绍了地质超前预报的各种方法。研究结论:地质超前预报是隧道施工的一个重要环节,应纳入施工工序,可以指导施工,为隧道施工提供科学依据。     

基于GIS的铁路信息化建设的探讨

介绍了地理信息系统的概念及特点，分析了数字化铁路和理念，阐述了地理信息系统与铁路信息化的关系，最后介绍了地理信息系统在铁路设施及资产的管理，物流与客流的监控，客货运营销以及运输安全与救援决策等方面的应用。     

基于多家乡技术的列车移动网络研究

针对在移动列车等公共交通工具上为乘客提供高速无缝的互联网接入服务的问题,本文对列车移动网络的自身特征以及所处无线网络环境进行分析,并建立一种基于多家乡技术的列车移动网络系统.构建具有多种无线外部接口和有线/无线内部接口的移动路由器,通过策略配置和网络状态实时监测,实现在多个不同类型的外部无线接口上进行流量分配和负载均衡的机制.提出一种基于自主选举方式的最佳移动路由器推举方法,通过分布式的协议消息交互推举出最佳移动路由器,保证了多个移动路由器的有效协同工作.仿真试验表明,本文提出的方案能够有效提高列车移动网络的总体可用带宽,降低列车运行所引起的数据传输速率抖动,增强网络连接的稳定性和可靠性.     

列车曲线上制动时的安全性分析

为分析列车在曲线轨道上制动时车钩偏角对车辆运行安全性的影响,建立了前后两节车辆之间的连挂关系,导出车钩偏角随轨道曲线半径、车辆长度和车钩长度的关系,通过求解3节车辆的中间车辆车体的通用载荷方程,导出车辆前后心盘所受的横向载荷.运用多体动力学方法,建立3节车辆的动力学模型,分析前中后不同车辆长度下中间车辆的运行安全性.分析结果显示:列车在曲线轨道上制动时,轨道曲线半径与不同长度的车辆连挂方式对心盘处的横向力影响较大;重车条件下,车辆的连挂方式主要影响车辆对轨道的作用力;空车条件下,车辆的连挂方式会影响车辆的运行安全性.